DE2826744C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdichter-Zylinderkopf entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs.

Bei derartigen Zylinderköpfen besteht das Problem, die hohen Temperaturen der verdichteten Luft soweit zu senken, daß ein störungsfreier Betrieb gewährleistet ist. Vor allem sind es die bei hohen Temperaturen entstehenden Ablagerungen von Ölkohle im Bereich der Ventile, welche einen außerordentlich störenden Einfluß haben.

Der zunehmend größere Druckluftbedarf in modernen Fahrzeug-Druckluftbremsanlagen sowie in immer zahl­ reicher werdenden Nebenverbrauchern in diesen Fahr­ zeugen zur Erhöhung der Sicherheit und des Fahrkom­ forts zwingt die Hersteller von Druckluftanlagen zu Maßnahmen, die Kapazitäten der Drucklufterzeugung zu erhöhen. Der hierfür notwendigen einfachsten Methode dieses Ziel zu erreichen, nämlich die Verwendung von Luftpressern mit größerem Hubvolumen oder von zwei­ stufigen Luftpressern bzw. der Einbau von mehr oder größeren Vorratsbehältern sind insofern Grenzen gesetzt, daß es in einem Fahrzeug an Platz mangelt.

Da Luft andererseits die angenehme Eigenschaft hat kompressibel zu sein und in gleich große Behälter umso mehr Luft paßt, je höher der Druck gewählt wird, war es der einfachste Weg, sogenannte Hochdruck-Bremsanla­ gen zu entwickeln, d.h. das Druckniveau anzuheben, was jedoch wiederum zu Schwierigkeiten auf der Lufterzeugerseite führte, da nunmehr die Druckstutzen­ temperaturen im Luftpresser bzw. im Zylinderkopf noch höher wurden.

Das DE-GM 74 26 820 macht eine Lösung bekannt, deren Ziel es ist, eine bessere Kühlung der verdichteten Luft zu bewirken. Das den Kompressionsraum mit dem Druckraum des Kompressors verbindende Auslaßventil ist einer Ventilträgerplatte zugeordnet, die zwischen dem Zylinder und dem Zylinderkopf angeordnet ist. Der Zylinderkopf weist in den Druckraum hineinragende Rippen auf, die so angeordnet sind, daß die aus dem Auslaßventil austretende Luft auf dem Wege zum Auslaß­ stutzen des Zylinderkopfes mehrfach umgelenkt wird. Die hierdurch erzwungene längere Verweildauer der Förderluft im Zylinderkopf begünstigt eine Wärmeabfuhr über die erwähnten Rippen an die den Zylinderkopf umgebende Atmosphäre. Der Aufbau dieser Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die am Auslaßventil konzentrierte Wärme zunächst in die Ventilträgerplatte geleitet wird und erst dann über Berührungsflächen zwischen der Ventilträgerplatte und dem Zylinderkopf von der Ventilträgerplatte abführbar ist. Der dadurch in der Ventilträgerplatte auftretende Wärmestau wirkt der gewünschten Wärmeabfuhr entgegen.

Eine weitere Lösung zur Kühlung der verdichteten Luft im Zylinderkopf ist durch die DE-OS 26 42 454 bekannt. Der Zylinderkopf weist im wesentlichen zwei voneinan­ der getrennte Kammern auf, wobei die eine Kammer als Druckraum dient und die andere Kammer von einem flüssigen Kühlmittel durchströmbar ist. Das den Kompressionsraum mit dem Druckraum verbindende Auslaß­ ventil ist im Boden des Zylinderkopfes angeordnet, wodurch die Abfuhr der am Auslaßventil konzentrierten Wärme in vorteilhafter Weise direkt in die Wandung des Zylinderkopfes abführbar ist. Durch eine Ausbuchtung der Trennwand zwischen dem Druckraum und der Kühlmit­ telkammer, d.h. durch eine Vergrößerung der zu kühlen­ den Oberfläche, wird die Wärmeabfuhr zwar begünstigt, jedoch erfolgt hierdurch keine die Wärmeabfuhr begün­ stigende Umlenkung und damit verlängerte Verweildauer der Förderluft im Druckraum des Zylinderkopfes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegen­ über den genannten Einrichtungen verbesserte Wärmeab­ fuhr aus dem Druckraum des Zylinderkopfes zu bewirken.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die Ausgestaltung des Druckraumes im Verdichter- Zylinderkopfdeckel mit Stegen, die von dem im Boden des Zylinderkopfes angeordneten Auslaßventil ausgehend Kammern oder Kanäle bilden, wird der Hauptanteil der geförderten Luft zwangsläufig durch ein- oder mehr­ maliges Umlenken dem Druckstutzen zugeführt. Durch die somit erreichte Zwangsführung der Luft wird infolge vergrößerter Strömungsgeschwindigkeit, hervorgerufen durch engere Durchgänge und längere Wege, und infolge vergrößerter Wärmeaustauschfläche eine intensive Kühlung erreicht.

Anhand der Abbildungen wird nachfolgend Aufbau und Funktion des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen flüssigkeitsge­ kühlten Zylinderkopf mit Lamellensaug- und Tellerdruckventil,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1.

In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Schnittzeichnun­ gen ist der Zylinder eines Verdichters mit (1) und dessen Zylinderkopf mit (2) bezeichnet. Der mit (3) bezeichnete Deckel ist in bezug auf die Erfindung ohne Bedeutung, d.h. Kopf (2) und Deckel (3) können auch aus einem Teil bestehen.

Der Zylinderkopf (2) weist einen Saugraum (4) mit einem Sauganschluß (5) und einem Druckraum (6) mit einem Druckanschluß (7) auf. Unterhalb des Zylinder­ kopfes (2) befindet sich im Zylinder (1) ein Verdich­ tungsraum (8), welcher über im Boden (9) des Zylinder­ kopfes (2) befindlichen Bohrungen (10) und einem mit einer Sauglamelle (11) gebildeten Saugventil (10, 11) mit dem Saugraum (4) und über in einem in den Boden (9) eingelassenen Ventilsitz (12) befindlichen Bohrun­ gen (13) und einem mit einer Feder (14) belasteten Ventilplättchen (15) gebildeten Druckventil (13, 15) mit dem Druckraum (6) Verbindung hat. Ein Ventilfänger (16) ist im Zylinderkopf (2) oberhalb des Druckventil­ sitzes (12) angeordnet. Zur Kühlung von Wänden (17) mittels Kühlflüssigkeit sind im Zylinderkopf Kühlkanäle (18) vorgesehen, deren Beaufschlagung mit Kühlflüssig­ keit über Anschlußöffnungen (19) erfolgt.

Zwischen den Kühlwänden (17) sind am Boden (9) ange­ gossene, in den Druckraum (6) hineinragende Stege (20) in einer Lage angeordnet, daß diese entsprechend der Erfindung den Hauptanteil der über das Druckventil (13, 15) und Öffnungen (21) einströmenden verdichteten Luft auf dem Wege zum Druckanschluß (7) umlenken.

Eine Schraube (22) dient der Befestigung von Zylinder­ kopf (2) und Deckel (3) mit dem Druckventilsitz (12) und Ventilfänger (16).

Funktionsmäßig wird die zu verdichtende Luft von einem sich im Zylinder (1) abwärts bewegenden Kolben über den Sauganschluß (5), den Saugraum (4) und durch das Saugventil (10, 11) in den Verdichtungsraum (8) angesaugt. Bei Aufwärtsbewegung des Kolbens schließt das Saugventil (10, 11) und die sich nunmehr verdich­ tende Luft wird durch das Druckventil (13, 15) in den Druckraum (6) gepreßt und dabei in Strömungsrichtung zum Druckanschluß (7) durch die Stege (20) umgelenkt.

Claims (1)

1. Verdichter-Zylinderkopf mit einem Saug- und einem Druckraum, wobei ein Saugventil und ein Druckventil über den Zylinder-Kompressionsraum eine Verbindung zwischen dem Saug- und Druckraum herstellen, dessen Druckraum zwecks Kühlung der direkt aus dem Druckven­ til zum Druckanschluß strömenden verdichteten heißen Luft mit Kühlkanälen umgeben ist, und daß der Druck­ raum durch Stege in Kammern unterteilt ist, und daß die über das Druckventil einströmende verdichtete Luft in ihrer zum Druckanschluß gerichteten Strömungsrich­ tung durch die Stege umgelenkt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stege (20) an dem das Saugventil (10, 11) und das Druckventil (13, 15) tragenden Boden (9) des Zylinderkopfes (2) angegossen sind und, von der Druckventilöffnung (21) ausgehend, Kammern (6) bilden.